DE4342956C2 - Hydropneumatische Vorschubeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Vor­ schubeinheit mit einer pneumatisch beaufschlagbaren Vorhubeinrichtung zum Betätigen des Vorhubes eines in einem Arbeitszylinder angeordneten Arbeitskolbens, die einen in einem Zustellzylinder angeordneten Zustell­ kolben und einen einem Druckübersetzer zugeordneten Übersetzerkolben aufweist, wobei die Vorhubeinrichtung hydraulisch mit dem Vorhubraum des Arbeitszylinder in Verbindung steht und wobei die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder und dem Arbeitszylinder durch Ausfahren des Übersetzerkolbens unterbrechbar ist.

Eine derartige Vorschubeinheit ist in dem englisch­ sprachigen Prospekt "Multipower" der Fa. Farger & Joosten Maschinenbau GmbH, Hohentengen, Deutschland, unter der Bezeichnung "Type G" beschrieben. Die Vor­ schubeinheit ist zum Ausführen vorzugsweise kleiner Hübe ausgelegt. Bei der bekannten Vorschubeinheit sind der Arbeitszylinder, der Zustellzylinder und der Drucküber­ setzer auf einer Längsachse hintereinander liegend angeordnet. Der Zustellkolben ist zwischen dem Arbeits­ kolben und dem Übersetzerkolben angeordnet, wobei sich der Ölkolben des Übersetzerkolbens durch einen den Zustellzylinder begrenzenden Zylinderboden und durch den Zustellkolben hindurch erstreckt, so daß dieser in den hydraulisch beaufschlagten Vorhubraum des Arbeits­ zylinders einführbar ist. Der Zustellzylinder und der Druckübersetzer sind pneumatisch beaufschlagbar und hydraulisch mit dem Arbeitszylinder verbunden. Neben dem hydraulisch beaufschlagten Vorhubraum weist der Arbeits­ zylinder zum Ausführen eines Eilhubes auch eine pneu­ matisch beaufschlagbare Vorhubkammer auf.

Durch pneumatisches Beaufschlagen des Zustellzylinders und des Vorhubraumes des Arbeitszylinders fährt der Arbeitskolben aus seiner Ruheposition im Eilhub aus, bis dieser arbeitsseitig auf einen Widerstand trifft. Über eine Steuereinrichtung wird nun der Druckübersetzer pneumatisch beaufschlagt, wobei der Ölkolben des Druck­ übersetzers durch ein die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellkolben und dem Arbeitskolben ver­ bindendes Ventil bewegt wird. Die hydraulische Ver­ bindung zwischen dem Zustellzylinder und dem Arbeits­ kolben wird dadurch unterbrochen. Durch weiteres Beauf­ schlagen des Druckübersetzers wird ein entsprechender hydraulischer Druck auf den Arbeitskolben ausgeübt, so daß dieser nun im Krafthub weiter ausfährt.

Da der Vorhubraum des Arbeitszylinders in eine pneu­ matisch beaufschlagbare und in eine hydraulisch beauf­ schlagbare Kammer unterteilt ist, sind zur Gewähr­ leistung eines wartungsfreien Langzeitbetriebes hohe Anforderungen an die die Hydraulikkammer von der Pneu­ matikkammer trennende Dichtungsanordnung gestellt.

Durch die axial hintereinander liegende Anordnung des Arbeitszylinders, des Zustellzylinders und des Druck­ übersetzers weist die Vorschubeinheit eine bezogen auf die ausführbare Hublänge große Baulänge auf. Zum Aus­ führen langer Hübe ist in der oben genannten Druck­ schrift unter der Typenbezeichnung "Type U" eine weitere Vorschubeinheit beschrieben. Bei dieser Vorschubeinheit sind allein der Zustellzylinder und der Druckübersetzer homoaxial angeordnet. Zur Baulängenreduzierung ist die aus Zustellzylinder und Druckübersetzer bestehende Vorhubeinrichtung parallel zur Längsachse des Arbeits­ zylinders angeordnet. Sollte eine derartige Vorschubein­ heit für kurze Arbeitshübe ausgelegt sein, so ist die Baulänge der Vorschubeinheit maßgeblich von der Baulänge der hintereinander angeordneten Zustellzylinder und Druckübersetzer bestimmt.

Auch wenn die bekannten Vorschubeinheiten für eine Vielzahl von Anwendungen tauglich sind, sind diese aufgrund ihrer Größendimensionierung nicht für An­ ordnungen bei engen Raumverhältnissen, beispielsweise bei Roboter-Greifern, bei denen zudem kurze Arbeitshübe gefordert sind, geeignet.

Zum Zurückführen des Arbeitskolbens nach ausgeführtem Eil- und Krafthub wird die Rückhubkammer des Arbeits­ zylinders pneumatisch beaufschlagt. Es ist mit den bekannten Vorschubeinheiten nicht möglich, den Kraft­ vorhüben entsprechende Kraftrückhübe auszuführen.

Sind die bekannten Vorschubeinheiten zum Einspannen von Gegenständen verwendet und wird die pneumatische Ver­ sorgung des Druckübersetzers unterbrochen, dann vermögen diese nicht die im Krafthub ausgeführte Haltekraft in ausreichendem Maße aufrechtzuerhalten, was in bestimmten Einsatzbereich aus sicherheitstechnischen Gründen nicht erwünscht ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydropneumatische Vorschubeinheit zu schaffen, die nicht nur ausreichend klein dimensionierbar ist, um auch den aus der Roboter-Greifer-Technik resultierenden An­ forderungen zu genügen, und eine Durchführung von Kraft­ rückhüben gestattet, sondern die auch eine Langzeit­ fixierung des Arbeitskolbens gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsachse des Zustellzylinders heteroaxial zu der Längsachse des Druckübersetzers angeordnet ist, wobei die Richtung der Längserstreckung des Zustellzylinders und des Druckübersetzers winklig zur Längserstreckung des Arbeitszylinders angeordnet ist, und daß der Rück­ hubraum des Arbeitszylinders mit einer der Vorhubein­ richtung entsprechenden, pneumatisch beaufschlagbaren Rückhubeinrichtung hydraulisch beaufschlagbar ist.

Da sowohl der Druckübersetzer, der Zustellzylinder als auch der Arbeitszylinder heteroaxial und somit beliebig zueinander stehend anzuordnen sind, ist die benötigte Einbautiefe der Vorschubeinheit im wesentlichen durch die Länge des Arbeitszylinders und somit durch die ausführbare Hublänge bestimmbar. Die sich daraus er­ gebenden Vorteile wirken sich insbesondere auf Vorschub­ einheiten mit sehr geringen Hublängen aus, da diese dann nur eine sehr geringe Einbautiefe benötigen.

Da darüber hinaus der Rückhubraum der Vorschubeinheit mit einer der Vorhubeinrichtung entsprechenden Rück­ hubeinrichtung hydraulisch beaufschlagbar ist, ist mit dem Arbeitskolben ebenfalls ein Kraftrückhub tätigbar. Bei einem Einsatz der Vorschubeinheit zum Antrieb eines Roboter-Greifers kann dann mit ein und demselben Greifer nicht nur ein Außenspannen, bei dem die Greifbacken an der Außenseite eines zu greifenden Gegenstandes an­ liegen, sondern auch ein Innenspannen, bei dem die Greifbacken an einer inneren Oberfläche des zu greifenden Gegenstandes anliegen, durchgeführt werden.

Da der Arbeitskolben ausschließlich hydraulisch beauf­ schlagbar ist, entfallen die bei den vorbekannten Vor­ schubeinheiten notwendigermaßen aufwendigen Dichtungsan­ ordnungen.

Sowohl der Vorhubraum als auch der Rückhubraum des Arbeitszylinders sind hydraulisch beaufschlagt, so daß der Arbeitskolben zwischen zwei gegeneinander ar­ beitenden Hydrauliksystemen angeordnet ist. Bei einem Druckabfall der pneumatisch beaufschlagten Vorhub- bzw. Rückhubeinrichtungen ist somit eine Langzeitverriegelung des Arbeitskolbens nach entsprechend ausgeführtem Kraftvor- oder -rückhub gewährleistet. Dies ist ins­ besondere dann erwünscht, wenn die Vorschubeinheit als Antrieb eines Roboter-Greifers eingesetzt ist und der Greifer beispielsweise von seinem pneumatischen Antrieb getrennt und mit einem eingespannten Werkstück zu einer nächsten Bearbeitungsstation transportiert wird, wo der Greifer an einen weiteren pneumatischen Antrieb ange­ schlossen wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Arbeitszylinder zentral bezüglich der Zustellzylinder und Druckübersetzer angeordnet, wobei die Zustell­ zylinder und die Druckübersetzer symmetrisch bezüglich der Längsachse des Arbeitszylinders vorgesehen sind. Die Zustellzylinder und die Druckübersetzer sind dabei in zwei zueinander parallel verlaufenden Ebenen vorgesehen, die wiederum rechtwinklig zu der Längsachse des Arbeits­ zylinders angeordnet sind.

Es ist zweckmäßig die Zustellzylinder, die Drucküber­ setzer, den Arbeitszylinder und die hydraulischen Ver­ bindungsleitungen in einem einzigen Zylinderblock anzu­ ordnen.

Zur Unterbrechung der hydraulischen Verbindung zwischen dem Zustellzylinder und dem Arbeitszylinder beim Aus­ fahren der Ölkolben der Druckübersetzer stehen die Ölkolben jeweils mit einem zwischen zwei Dichtelementen vorgesehenen Ventilteil im Eingriff. Das Ventilteil ist in der Hydraulikkammer eines Druckübersetzers angeordnet und besteht im wesentlichen aus zwei flachen kreis­ förmigen Scheiben, zwischen denen ein kurzer zylindrischer Abschnitt angeordnet ist. In dieses greift axial der Ölkolben ein. Radial sind zwei im wesentlichen rechtwinklig angeordnete Bohrungen in den zylindrischen Abschnitt eingebracht, die mit dem Zustellzylinder hydraulisch in Verbindung stehen. Das Einführen des Öl­ kolbens unterbricht die hydraulische Verbindung zwischen den mit dem Zustellzylinder hydraulisch verbundenen Bohrungen und der mit dem Arbeitszylinder hydraulisch verbundenen axialen Ausnehmung des Ventilteils.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nach­ folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Zylinder­ anordnung einer Vorschubeinheit in perspek­ tivischer Ansicht;

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene II der Fig. 1 in Explosionsdarstellung mit dem Arbeitszylinder und dem darin angeordneten Arbeitskolben;

Fig. 3 einen Schnitt in der Ebene III der Fig. 1 in Explosionsdarstellung mit einem Zustell­ zylinder und dem darin angeordneten Zustell­ kolben;

Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene IV der Fig. 1 in Explosionsdarstellung mit einem Drucküber­ setzer und dem darin angeordneten Übersetzer­ kolben;

Fig. 5 eine Prinzipskizze bezüglich der Kolben­ stellungen der Vorschubeinheit vor dem Aus­ führen eines Vorhubes;

Fig. 6 die Vorschubeinheit der Fig. 5 nach pneu­ matischem Beaufschlagen des Zustellzylinders der Vorhubeinrichtung;

Fig. 7 die Vorschubeinheit der Fig. 6 nach pneu­ matischem Beaufschlagen des Druckübersetzers zum Durchführen des Kraftvorhubes;

Fig. 8 die Vorschubeinheit der Fig. 7 mit den den Arbeitskolben verriegelten Kolbenstellungen der Vorhub- und Rückhubeinrichtung;

Fig. 9 die Vorschubeinheit der Fig. 8 nach einem Ent­ riegeln des Arbeitskolbens und

Fig. 10 die Vorschubeinheit der Fig. 9 nach erfolgtem Kraftrückhub in erneuter verriegelter Stel­ lung.

Fig. 1 zeigt schematisch die Zylinderanordnung einer hydropneumatischen Vorschubeinheit 1 in perspektivischer Ansicht. Die Vorschubeinheit 1 besteht im wesentlichen aus einem in einem Arbeitszylinder 2 angeordneten Arbeitskolben 3, dessen Kolbenstange 4 aus dem Arbeits­ zylinder 2 axial heraustritt, einer Vorhubeinrichtung 5 zum Beaufschlagen des Arbeitszylinders 2 zum Ausführen eines Vorhubes und einer Rückhubeinrichtung 6 zum Beauf­ schlagen des Arbeitszylinders 2 zum Ausführen eines Rückhubes.

Die Vorhubeinrichtung 5 weist einen pneumatisch beauf­ schlagbaren Zustellzylinder 7 und einen pneumatisch beaufschlagbaren Druckübersetzer 8 auf. Der in dem Zustellzylinder 7 befindliche Zustellkolben steht hy­ draulisch mit dem Ölkolben des in dem Druckübersetzer 8 angeordneten Übersetzerkolbens und mit dem Vorhubraum des Arbeitszylinders 2 in Verbindung. Zur Rückhubein­ richtung 6 zählen gleichfalls ein Zustellzylinder 9 und ein Druckübersetzer 10, die entsprechend der hydrau­ lischen Verbindung der Vorhubeinrichtung mit dem Rück­ hubraum des Arbeitszylinders 2 verbunden sind.

Die beiden Zustellzylinder 7, 9 und die beiden Druck­ übersetzer 8, 10 sind jeweils in einer Ebene angeordnet. Die Ebenen verlaufen parallel zueinander. Der Arbeits­ zylinder 2 ist zentral zwischen den Zustellzylindern 7, 9 und den Druckübersetzern 8, 10 positioniert, wobei die Zustellzylinder 7, 9 und die Druckübersetzer 8, 10 symmetrisch bezüglich der Längsachse des Arbeits­ zylinders 2 angeordnet sind. Die Längsachse des Arbeits­ zylinders 2 ist rechtwinklig bezüglich der Ebenen, auf denen die Zustellzylinder 7, 9 bzw. die Druckübersetzer 8, 10 angeordnet sind, vorgesehen. Jeder Zustell­ zylinder 7, 9 ist in seiner Längserstreckung recht­ winklig zu dem entsprechenden Druckübersetzer 8, 10 angeordnet.

Der Zustellzylinder 7 ist über eine Hydraulikleitung 11 mit dem Druckübersetzer 8 verbunden. Der Druckübersetzer 8 ist über eine Vorhubleitung 12 mit dem Vorhubraum des Arbeitszylinders 2 verbunden. Die von dem Drucküber­ setzer 10 in den Rückhubraum des Arbeitszylinders 2 mündende Hydraulikleitung ist in Fig. 1 nicht sichtbar, da diese nicht diametral der Mündung 13 der Hydraulikleitung 12 gegenüberliegt.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. 1 die Pneumatikanschlüsse der Zylinder 7, 8, 9, 10, Hydraulik­ drucküberwachungsvorrichtungen, Hydraulikflüssigkeits­ nachfüllvorrichtungen sowie die notwendigen Steuerein­ richtungen nicht dargestellt.

Fig. 2 zeigt in einem Schnitt in der Ebene II der Fig. 1 in Explosionsdarstellung den Arbeitszylinder 2, den Arbeitskolben 3, an dem die Kolbenstange 4 befestigt ist, und eine zum Führen des Arbeitskolbens 3 in dem Arbeitszylinder 2 verwendete Führungsbuchse 14 sowie ein zum Verschließen Arbeitszylinders 2 vorgesehenes Ver­ schlußelement 15. Die Vorschubeinheit 1 ist im Gegensatz zur Darstellung der Fig. 1 in einen Zylinderblock Z eingebracht. Der Zylinderblock Z ist, um das Gewicht der Vorschubeinheit 1 möglichst gering zu belassen, aus einer hochfesten Aluminiumlegierung der Zusammensetzung AlMgSi1F38 hergestellt. Im unteren Bereich des Arbeits­ zylinders 2 der Fig. 2 befindet sich die Mündung 13 der Vorhubleitung 12. Im oberen Bereich des Arbeitszylinders 2 ist die Mündung 16 der Rückhubleitung sichtbar.

Der Arbeitszylinder 2 weist an seinem verschlußseitigen Ende einen den Zylinderraumdurchmesser vergrößernden ringförmigen Absatz 17 auf. In den vergrößerten Innen­ durchmesser des Absatzes 17 ist ein Innengewinde 18 eingeschnitten.

Dem Arbeitskolben 3 sind zwei unterschiedlich ausge­ bildete Kolbenringe 19, 20 zugeordnet, die eine aus­ reichende Dichtigkeit zwischen dem Arbeitskolben 3 und der Zylinderwandung des Arbeitszylinders 2 gewähr­ leisten. Axial ist an dem Arbeitskolben 3 die Kolben­ stange 4 befestigt. Die Länge der Kolbenstange 4 richtet sich nach der jeweiligen für die Vorschubeinheit 1 vorgesehenen Verwendung. Die Kolbenstange 4 erstreckt sich durch die Führungsbuchse 14 sowie durch das Ver­ schlußelement 15 hindurch. An dem von dem Arbeitskolben 3 wegweisenden Ende der Kolbenstange 4 ist eine nicht dargestellte Kupplungseinrichtung, beispielsweise ein Gewinde, vorgesehen, mit der die Kolbenstange 4 an eine zu bewegende Vorrichtung ankoppelbar oder an der ein Werkzeug anbringbar ist.

Die Führungsbuchse 14 dient zum Zentrieren der Kolben­ stange 4 bei ihrer Bewegung im Arbeitszylinder 2. Die Führungsbuchse 14 weist an ihrer nach außen weisenden Seite einen Flansch 21 auf, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des Absatzes 17, so daß die Führungsbuchse 14 in diesen einsetzbar ist.

Das Verschlußelement 15 weist umfänglich ein auf das Innengewinde 18 abgestimmtes Außengewinde 22 auf. In das Verschlußelement 15 ist eine zentrale Bohrung 23 einge­ bracht, durch die sich die Kolbenstange 4 erstreckt. Innerhalb der Bohrung 23 ist eine aus zwei Dichtringen 24, 25 bestehende Dichtungsanordnung vorgesehen, so daß der Zylinderraum nach außen hin abgedichtet ist. Die zum Arbeitskolben 3 weisende Seite des Verschlußelementes 15 weist eine Ausnehmung 26 auf, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Flansches 21 der Führungsbuchse 14 entspricht.

Weiterhin sind in Fig. 2 die Hydraulikleitung 11 sowie eine den Zustellzylinder 9 mit dem Druckübersetzer 10 verbindende Hydraulikleitung 27 sichtbar.

Da die Vorhubleitung 12 durch Einbringen von Bohrungen in den Zylinderblock Z hergestellt ist, sind diese durch in die Zylinderblockaußenseite eingeschraubte Verschluß­ stopfen V verschlossen.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Vorschubeinheit 1 in der Ebene III der Fig. 1 in einer Explosionsdar­ stellung durch den Zustellzylinder 9, sowie einen darin angeordneten Zustellkolben 28 und ein zum Verschließen des Zustellzylinders 9 vorgesehenes Verschlußelement 29. In den Zylinderboden 30 des Zustellzylinders 9 mündet die Hydraulikleitung 27, durch die die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder 9 und dem Druck­ übersetzer 10 hergestellt ist. Der Druckübersetzer 10 ist in Fig. 3 lediglich gestrichelt dargestellt, da sich dieser oberhalb der Zeichenebene befindet.

An seinem verschlußseitigen Ende weist der Zustell­ zylinder 9 einen den Durchmesser des Zustellzylinders 9 vergrößernden Verschlußabsatz 31 auf, in dem innenseitig ein Innengewinde 32 eingeschnitten ist.

Der Zustellkolben 28 hat zur Abdichtung mit der Zylinderwand des Zustellzylinders 9 ein aus zwei Kolben­ ringen 33, 34 bestehenden Dichtungssatz. Zwischen dem Zylinderboden 30 und der zu diesem weisenden Seite des Zustellkolbens 28 befindet sich die hydraulisch beauf­ schlagte Kammer des Zustellzylinders 9. Die zum Ver­ schlußelement 29 weisende Seite des Zustellkolbens 28 steht mit dem zum Beaufschlagen des Zustellzylinders 9 vorgesehenen pneumatischen Medium in Kontakt.

Das Verschlußelement 29 weist umfänglich ein Außenge­ winde 35 auf, und ist zum Verschließen des Zustell­ zylinders 9 in das Innengewinde 32 einschraubbar. Zum Abdichten des Zylinderraumes des Zustellzylinders 9 ragt ein im Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Zustellzylinders 9 entsprechend verjüngter Abschnitt 36 des Verschlußelementes 29 geringfügig in den eigent­ lichen Zylinderraum hinein. Auf diesem Abschnitt 36 ist ein Dichtring 37 aufgesetzt. Zum Beaufschlagen des Zustellzylinders 9 mit einem pneumatischen Medium weist das Verschlußelement 29 einen axialen, mit einem Innen­ gewinde versehenen Durchzug 38 auf. In diese Anschluß­ vorrichtung sind entsprechende Leitungen einschraubbar, die durch eine Steuereinrichtung geregelt pneumatisch beaufschlagbar sind.

Darüber hinaus ist aus Fig. 3 die Lage des Drucküber­ setzers 8 und die in zwei Ebenen vorgesehene Anordnung des Zustellzylinders 9 bezüglich der Druckübersetzer 8, 10 erkennbar.

Fig. 4 zeigt in Explosionsdarstellung einen Schnitt in der Ebene IV der Fig. 1 durch den Druckübersetzer 8. Der Druckübersetzer 8 weist einen im Durchmesser zweistufig ausgebildeten Zylinderraum 39, 40 auf. In die im Durch­ messer größere Zylinderkammer 39 ist eine Zylinderlauf­ buchse 41 einsetzbar. Der zur Zylinderkammer 40 weisende vordere Abschnitt der Zylinderlaufbuchse 41 ist aus­ gehend von seiner zylindrischen Außenfläche verjüngt. Zwischen der Zylinderlaufbuchse 41 und der Wandung der Zylinderkammer 39 befindet sich ein in einer Nut in der Wandung angeordneter Dichtring 42. In dem dem verjüngten Abschnitt der Zylinderlaufbuchse 41 gegenüberliegenden Wandungsbereich der Zylinderkammer 39 ist ein Anschluß stutzen 43 vorgesehen, durch den die Zylinderkammer 39 pneumatisch beaufschlagbar ist.

In die Zylinderkammer 40 mündet die von dem Zustell­ zylinder 7 (gestrichelt dargestellt, da unter der Zeichenebene befindlich) ausgehende Hydraulikleitung 11. Die Vorhubleitung 12 mündet in den Zylinderboden 44 der Zylinderkammer 40 und erstreckt sich bis in die Vorhub­ kammer des Arbeitszylinders 2. Da die Hydraulikleitung 11 sowie die Vorhubleitung 12 vom Rand des Zylinder­ blocks Z ausgehend durch Bohrungen erstellt sind, sind diese ebenfalls durch Verschlußstopfen V, V′ ver­ schlossen. Auf der Oberseite des Zylinderblockes Z in die Hydraulikleitung 11 eingreifend ist ein Ölnachfüll­ stopfen 75 eingesetzt.

In dem Druckübersetzer 8 ist ein Übersetzerkolben 45 angeordnet, der aus einem Luftkolben 46 und einen Öl­ kolben 47 besteht. Der Luftkolben 46 ist zum Abdichten mit der Innenwandung der Zylinderlaufbuchse 41 mit einer aus zwei Kolbenringen 48, 49 bestehenden Dichteinheit versehen. Der Ölkolben 47 steht axial zusammenwirkend mit einer Druckscheibe 50, einem Dichtelement 51, einem Ventilteil 52, einem weiteren Dichtelement 53 und einem Abziehteil 54 im Eingriff.

Die wesentlichen Elemente dieser Anordnung stellen die beiden Dichtelemente 51, 53 sowie das zwischen diesen angeordnete Ventilteil 52 dar, da beim axialen Einführen des Ölkolbens 47 in diese Anordnung die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder 7 und dem Vor­ hubraum des Arbeitszylinders 2 unterbrechbar ist.

Das Ventilteil 52 besteht im wesentlichen aus zwei runden Scheiben 55, 56 zwischen denen ein im Durchmesser kleinerer zylindrischer Abschnitt 57 angeordnet ist. In dem zylindrischen Abschnitt 57 sind radial zwei recht­ winklig zueinander angeordnete Bohrungen 58 eingebracht.

Die Dichtelemente 51, 53, das Ventilteil 52 und das Abziehteil 54 weisen einen Außendurchmesser auf, der im wesentlichen dem Innendurchmesser der hydraulisch beauf­ schlagten Zylinderkammer 40 entspricht, so daß diese in die hydraulisch beaufschlagte Zylinderkammer einsetzbar sind.

Die Dichtelemente 51, 53 sind mit Dichtringen 60, 61 versehen, die mit der Wandung der Zylinderkammer 40 bzw. dem sich durch diese Elemente erstreckenden Ölkolben 47 zusammenwirken.

Während sich das Abziehteil 54 und das Dichtelement 53 in der Zylinderkammer 40 zwischen dem Zylinderboden 44 und der Mündung 59 der Hydraulikleitung 11 angeordnet sind, ist das Dichtelement 51 verschlußseitig vor der Mündung 59 angeordnet. Die Scheiben 55, 56 des Ventil­ teils 52 begrenzen somit den Bereich der Mündung 59.

Verschlußseitig ist der Druckübersetzer 8 durch ein dem Verschlußelement 29 entsprechendes Verschlußelement 62 verschließbar.

Damit die Druckscheibe 50, die Dichtelemente 51, 53 und das Ventilteil 52 ohne diese zu beschädigen aus der Zylinderkammer 40 entfernbar sind, ist der Durchmesser des in Fig. 4 gezeigten Abschnittes der Vorhubleitung 12 größer als die in den Elementen 50, 51, 52, 53 vorge­ sehenen axialen Bohrungen zur Aufnahme des Ölkolbens 47. Nach Herausnehmen des die Vorhubleitung 12 ver­ schließenden Verschlußstopfens V′ ist ein Zugriffskanal gebildet, durch den ein entsprechendes Werkzeug zum Herausdrücken oder Herausschlagen der Anordnung aus der Zylinderkammer 40 eingeführt werden kann. Damit das Dichtelement 53 nicht beschädigt wird, ist das Abzieh­ teil 54 zylinderbodenseitig vor diesem angeordnet.

Der Durchmesser der Vorhubleitung 12 im Bereich des Zylinderbodens 44 ist ausreichend groß, damit der Öl­ kolben 47 in diese eingreifen kann.

In dem in Fig. 4 gezeigten Schnitt ist zudem die Lage des Zustellzylinders 9 ersichtlich.

Der Zustellzylinder 7 ist entsprechend dem Zustell­ zylinder 9 und der Druckübersetzer 10 entsprechend dem Druckübersetzer 8 aufgebaut.

Fig. 5 zeigt in einer Prinzipskizze die Stellung der beiden Zustellkolben 28, 62, der beiden Übersetzerkolben 45, 63 sowie die des Arbeitskolbens 3 vor dem Ausführen eines Vorhubes. Der Zustellzylinder 7 und der Drucküber­ setzer 8 sind der Vorhubeinrichtung 5 und der Zustell­ zylinder 9 und der Druckübersetzer 10 sind der Rück­ hubeinrichtung 6 zugehörig. Die in Fig. 5 unterhalb der Kolben 28, 45, 62, 63 befindlichen Bereiche der je­ weiligen Zylinderräume sind durch die Anschlüsse 64 pneumatisch beaufschlagbar. Die Vorhubeinrichtung 5 ist über Leitungen 11, 12 und die Rückhubeinrichtung 6 über Leitungen 27, 68 hydraulisch mit dem Arbeitszylinder 2 verbunden.

Durch pneumatisches Beaufschlagen des Zustellzylinders 7 der Vorhubeinrichtung 5 durch den Anschluß 64 wird der Vorhubraum 65 des Arbeitszylinders 2 hydraulisch beauf­ schlagt, wobei der Arbeitskolben 3 und die daran be­ festigte Kolbenstange 4 im Eilgang bis zu der in Fig. 6 gezeigten Position ausgefahren werden. Dabei wird das in dem Rückhubraum 69 des Arbeitszylinders befindliche Hydraulikmedium in den Zustellzylinder 9 gedrückt, so daß der Zustellkolben 28 in seine Ruheposition gebracht wird.

Durch anschließendes pneumatisches Beaufschlagen des Druckübersetzers 8 der Vorhubleitung 5 wird, wie in Fig. 7 gezeigt, der Ölkolben 47 des Übersetzerkolbens 45 in die Zylinderkammer 40 und in die Vorhubleitung 12 ein­ gefahren. Dabei wird der Zustellkolben 62 geringfügig zurückgeführt. Dann wird die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder 7 und dem Arbeitszylinder 2 unterbrochen. Durch weiteres Beaufschlagen des Druck­ übersetzers 8 wird der Kraftvorhub des Arbeitskolbens 3, wie in Fig. 7 gezeigt, ausgeführt.

Damit der Arbeitskolben 3 auch bei einer Unterbrechung der pneumatischen Versorgung der Vorhubeinrichtung 5 seine Vorhubkraft als Haltekraft auf rechterhält, wird der Druckübersetzer 10 der Rückhubeinrichtung 6 pneu­ matisch beaufschlagt, so daß der Ölkolben 71 des Über­ setzerkolbens 63, wie in Fig. 8 gezeigt, die hydrau­ lische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder 9 und dem Arbeitszylinder 2 unterbricht. Der Arbeitskolben 3 ist somit in ein Hydrauliksystem eingebunden, das durch die Stellung der Übersetzerkolben 45, 63 an ihrem hub­ seitigen Anschlag, nämlich den Druckscheiben 50, fixiert ist. Selbst wenn die pneumatische Beaufschlagung unter­ brochen wird, ist der Arbeitskolben 3 nicht bewegbar, da der Arbeitskolben 3 in zwei gegeneinander arbeitenden, in dieser Stellung nicht lageveränderbaren Hydraulik­ systemen eingebracht ist.

Zum Zurückführen des Arbeitskolbens 3 wird zunächst der Druckübersetzer 10 durch den Anschlußstutzen 43 pneuma­ tisch beaufschlagt, so daß nach Zurückführen des Öl­ kolbens 71 wieder die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder 9 und dem Arbeitszylinder 2 herge­ stellt ist. Gleichzeitig wird auch der Druckübersetzer 8 der Vorhubeinrichtung 5 durch seinen Anschluß 43 pneu­ matisch beaufschlagt, so daß auch der Ölkolben 47 des Übersetzerkolbens 45 die hydraulische Verbindung zwischen dem Vorhubraum 65 und dem Zustellzylinder 7 freigibt. Durch Beaufschlagen des Zustellzylinders 9 wird dann der Rückhub eingeleitet und der Arbeitskolben 3 in seine in Fig. 9 gezeigte Stellung geführt.

Durch erneutes Beaufschlagen des Druckübersetzers 10 der Rückhubeinrichtung 6 wird dann der Übersetzerkolben 63 ausgefahren, wobei dieser zunächst die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder 9 und dem Arbeitszylinder 2 unterbricht und mittels Krafthub den Arbeitskolben 3 in seine in Fig. 10 gezeigte Stellung bringt. Wie oben bereits beim Ausüben des Vorhubes beschrieben, wird anschließend der Druckübersetzer 8 der Vorhubeinrichtung 5 beaufschlagt, um die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder 7 und dem Arbeitszylinder 2 zu unterbrechen, damit der Arbeits­ kolben 3 auch nach Ausführen des Rückhubes verriegelt ist.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist der Arbeitszylinder 2 als Tandemzylinder ausgebildet, wobei die Kolbenstange 4 dann beidseitig aus dem Arbeitszylinder herausragt. Mit Hilfe dieses Ausführungsbeispiels lassen sich dann zwei gegeneinander gerichtete Bewegungen zweier zu bedienender Elemente gleichzeitig allein mit einem Einsatz einer Vorschubein­ heit betätigen.

Es ist zweckmäßig, die Hydraulikleitungen 11, 12, 27, 68 im Durchmesser relativ klein zu dimensionieren, 3 bis 5 mm erscheinen ausreichend, um zum einen die benötigte Menge an. Hydraulikflüssigkeit gering zu halten und um die in den Gewinden der Stopfen V, V′, 75 befindliche Luftmenge gering zu belassen, so daß die theoretisch ausübbare Kraft des Arbeitskolbens 3 nicht unnötig be­ einträchtigt wird.

Claims (8)

1. Hydropneumatische Vorschubeinheit mit einer pneu­ matisch beaufschlagbaren Vorhubeinrichtung (5) zum Betätigen des Vorhubes eines in einem Arbeits­ zylinder (2) angeordneten Arbeitskolbens (3), die einen in einem Zustellzylinder (7) angeordneten Zustellkolben (62) und einen einem Druckübersetzer (8) zugeordneten Übersetzerkolben (45) aufweist, wobei die Vorhubeinrichtung (5) hydraulisch mit dem Vorhubraum (69) des Arbeitszylinders (2) in Ver­ bindung steht und wobei die hydraulische Verbindung zwischen dem Zustellzylinder (7) und dem Arbeits­ zylinder (2) durch Ausfahren des Übersetzerkolbens (45) unterbrechbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Zustellzylinders (7) hetero­ axial zur Längsachse des Druckübersetzers (8) an­ geordnet ist, wobei die Richtung der Längser­ streckung des Zustellzylinders (7) und des Druck­ übersetzers (8) winklig zur Längserstreckung des Arbeitszylinders (2) angeordnet ist, und daß der Rückhubraum (69) des Arbeitszylinders (2) mit einer der Vorhubeinrichtung (5) entsprechenden, pneuma­ tisch beaufschlagbaren Rückhubeinrichtung (6) hydraulisch beaufschlagbar ist.

2. Hydropneumatische Vorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellzylinder (7, 9) und die Druckübersetzer (8, 10) jeweils in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Längserstreckung der Druckübersetzer (8, 10) rechtwinklig bezüglich der Längserstreckung der diesen zugeordneten Zu­ stellzylindern (7, 9) angeordnet ist, und daß die beiden Ebenen parallel verlaufen.

3. Hydropneumatische Vorschubeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Ebenen, in denen die Zustellzylinder (7, 9) bzw. die Druck­ übersetzer (8, 10) vorgesehen sind, rechtwinklig bezüglich der Längsachse des Arbeitszylinders (2) angeordnet sind.

4. Hydropneumatische Vorschubeinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zylinder (7, 8) der Vorhubeinrichtung (5) und die beiden Zylinder (9, 10) der Rückhubeinrichtung (6) symmetrisch bezüglich der Längsachse des Arbeits­ zylinders (2) angeordnet sind.

5. Hydropneumatische Vorschubeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (2, 7, 8, 9, 10) und die hydraulischen Verbindungsleitungen (11, 12, 27, 68) in einem einzigen, vorzugsweise aus einer hochfesten Alu­ miniumlegierung der Zusammensetzung AlMgSi1F38 hergestellten Zylinderblock (Z) angeordnet sind.

6. Hydropneumatische Vorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzerkolben (45, 63) mit ihren Ölkolben (47, 71) jeweils mit einem zwischen zwei Dichtelementen (51, 53) ange­ ordneten Ventilteil (52) zusammenwirkend im Eingriff stehen.

7. Hydropneumatische Vorschubeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (52) zwei flache Scheiben (55, 56) und einen zwischen den Scheiben (55, 56) angeordneten zylindrischen Ab­ schnitt (57) von geringerem Durchmesser aufweist, in den zwei rechtwinklig aufeinander stehende Bohrungen (58) eingebracht sind.

8. Hydropneumatische Vorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Drucküber­ setzern (8, 10) vorgesehenen Luftkolben (46) beid­ seitig pneumatisch beaufschlagbar sind.